KR101022865B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 내부공이 관통형성되고, 상기 내부공에 렌즈베럴이 결합되는 하우징, 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지센서가 실장되는 회로기판, 및 내부에 도전선을 구비하며, 상기 도전선이 상기 이미지센서와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하도록 상기 회로기판에 실장되는 연결 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 하며, 와이어 본딩 없이 이미지센서와 회로기판을 연결함으로써 연결불량성을 개선하고, 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

렌즈베럴, 하우징, 이미지센서, 회로기판, 연결 브릿지, 도전선

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재, 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등의 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨브전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다.

일반적으로, 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있으며, 소형(compact)으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요부품으로 하여 제작되고 있으며, 이미지센서를 통해 사물의 이미지를 집광시켜 기기 내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기 내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지센서(140)가 와이어(W)에 의해 연결된 회로기판(130)이 하우징(120)의 하부에 결합되고, 상기 하우징(120)의 내부에 렌즈를 구비한 렌즈배럴(110)에 결합된 구조를 갖는다. 이때, 하우징(120)의 내부에는 단턱부(124)가 구비되고, 단턱부(124)의 하부에 IR 필터(160)가 고정된다.

그러나, 종래기술에 따른 카메라 모듈과 같이 이미지센서(140)를 회로기판(130)에 전기적으로 연결함에 있어 와이어 본딩 방식을 적용하는 경우 문제점이 발생하였다. 구체적으로, 연결단자로서 와이어(W)는 외부충격에 약해 쉽게 끊어질 뿐만 아니라, 회로기판(130)에 형성된 기판 패드부의 도금품질에 따라 와이어(W)와의 접속부위가 큰 영향을 받아 연결 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 와이어 본딩 방식은 와이어 본딩 포인트 수가 많아질수록 공정시간이 늘어나는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 와이어 본딩 없이 이미지센서와 회로기판을 연결함으로써 연결불량성을 개선하고, 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라 모듈은, 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴, 내부공이 관통형성되고, 상기 내부공에 렌즈베럴이 결합되는 하우징, 상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지센서가 실장되는 회로기판, 및 내부에 도전선을 구비하며, 상기 도전선이 상기 이미지센서와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하도록 상기 회로기판에 실장되는 연결 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연결 브릿지는, 내부에 상기 이미지센서의 결상영역을 노출시키는 윈도우를 구비하며, 하면으로 노출된 상기 도전선의 일단이 상기 이미지센서의 센서 패드부와 접촉하도록 배치되는 수평판부, 및 상기 수평판부의 외측단부로부터 하부로 절곡되어 연장되고, 하면으로 노출된 상기 도전선의 타단이 상기 회로기판의 기판 패드부와 접촉하도록 상기 회로기판에 실장되는 수직판부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 윈도우를 형성하는 상기 수평판부의 내면은 IR 필터를 고정하는 내부 단턱부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은 내부면에 IR 필터를 고정하는 내부 단턱부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평판부의 외측부분은 상기 하우징의 내부면 단차부에 고정되되, 상기 수평판부는 상기 내부공의 내측으로 형성되어 상기 렌즈베럴의 하강시 지지 스토퍼역할을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결 브릿지는 접착수단에 의해 상기 회로기판에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결 브릿지는 플라스틱 패키지이고, 상기 도전선은 상기 플라스틱 패키지 내부에 형성된 도금 비아인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이미지센서의 센서 패드부와 상기 도전선의 일단, 및 상기 회로기판의 기판 패드부와 상기 도전선의 타단은 범프를 이용하여 접속되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 범프는 골드 범프인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 도전선을 구비한 연결 브릿지를 사용하여 이미지센서와 회로기판을 연결함으로써 와이어 본딩에 의한 연결 불량성을 해소할 수 있게 된다. 구체적으로, 연결 브릿지에 의한 물리적 접촉을 이용하여 전기적 연결을 구현하기 때문에 회로 패드부의 도금 품질에 영향을 받지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 도전선이 연결 브릿지의 내부에 구비되기 때문에 외부충격으로부터 도전선이 끊어지는 문제가 없어 연결 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 연결 브릿지 내부에 다수의 도전선을 구비하여 한번에 다수의 기판 패드부와 센서 패드부를 연결함으로써, 종래기술에 따른 와이어 본딩 방식에 비해 연결공정을 단순화시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 연결 브릿지가 이미지센서를 커버함으로써 이물이 이미지센서의 화상에 미치는 영향을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공 지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100a)에 대해 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100a)은 렌즈베럴(110), 하우징(120), 회로기판(130), 연결 브릿지(150)를 포함하여 구성된다.

렌즈베럴(110)은 렌즈를 통해 외부의 이미지를 카메라 모듈(100a)의 내부로 모아주기 위한 것으로서, 적어도 하나의 렌즈가 광축을 따라 배열되도록 일정크기의 내부공간을 갖는 중공 원통형의 렌즈 수용체로 구성된다.

여기서, 렌즈베럴(110)은 그 내부에 배치되는 복수의 렌즈 사이에 일정크기의 간격을 유지할 수 있도록 스페이서(미도시)를 구비한다.

또한, 렌즈베럴(110)은, 예를 들어 그 외주면에 숫나사부가 형성되어 상부 하우징(120)에 나사결합되며, 렌즈베럴(110)의 포커싱 작업이 완료된 후, 별도의 접착수단에 의해 렌즈에 고정되게 결합될 수 있다.

또한, 렌즈베럴(110)의 상부단에는 광축을 따라 배열되도록 수용된 렌즈를 고정할 수 있도록 캡(112)이 구비되어 있으며, 캡(112)의 전면 중앙에는 렌즈의 중심과 일치하는 일정크기의 입사공(114)이 관통형성된다.

하우징(120)은 렌즈베럴(110)를 지지하는 어셈블리 수용체로서, 전체적으로 정사각 박스형태를 가지며 몸체 중앙에 내부공(122)이 관통 형성되고, 이 내부공(122)에 렌즈베럴(110)가 수용된다.

이때, 하우징(120)의 내부공(122)에는 내부 단턱부(124)가 구비되며, 내부 단턱부(124)는 렌즈베럴(110)의 하강시 그 하부단과 접하여 하부 이탈을 방지하는 스토퍼(stopper) 역할을 수행하게 된다.

회로기판(130)은 그 상면에 전기적으로 연결된 이미지센서(140)에서 발생하는 전기 신호를 카메라폰, PDA 또는 노트북 컴퓨터 등의 모바일 기기로 전달하기 위한 것으로, 상면의 테두리부에는 소정의 인쇄회로기판의 제작 공정에 의하여 형성된 기판 패드부(132)가 구비된다.

여기서, 이미지센서(140)는 렌즈베럴(110)을 통해 전달되는 외부 사물의 이미지를 전기 신호로 변환하기 위한 것으로, 상면 중앙부에 결상영역(144)을 구비하고, 테두리영역에 센서 패드부(142)를 구비하며 회로기판(130)의 상면, 바람직하게는 상면 중앙부에 실장된다. 이때, 이미지센서(140)는 접착제등을 이용하여 회로기 판(130)에 부착된다.

또한, 회로기판(130)의 테두리 영역에는 카메라 구동시 발생하는 노이즈 등을 제거하기 위한 MLCC와 같은 수동소자(미도시)가 실장된다.

연결 브릿지(150)는 와이어를 대신하여 이미지센서(140)와 회로기판(130)을 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 내부에 이미지센서(140)와 회로기판(130)을 전기적으로 연결하는 도전선(156)을 구비한다.

예를 들어, 연결 브릿지(150)는 플라스틱 패키지로 구성되며, 내부에 이미지센서(140)의 결상영역을 노출시키는 윈도우(159)를 구비하며, 하면으로 노출된 도전선(156)의 일단이 이미지센서(140)의 센서 패드부(142)와 접촉하도록 배치되는 수평판부(152)와 수평판부(152)의 외측단부로부터 하부로 절곡되어 연장되고, 하면으로 노출된 도전선(156)의 타단이 회로기판(130)의 기판 패드부(132)와 접촉하도록 회로기판(130)에 실장되는 수직판부(154)로 구성된다.

여기서, 윈도우(159)를 형성하는 수평판부(152)의 내면은 렌즈베럴(110)를 통해 입사되는 광에 포함된 적외선을 필터링하거나 렌즈베럴(110)로부터 분리된 이물이 이미지센서(150)측으로 낙하되는 것을 방지하기 위한 유리와 같은 투명한 재질로 이루어진 IR 필터(160)가 장착되는 내부 단턱부(158)를 구비한다. 이때, 윈도우(159)는 IR 필터(160)가 렌즈베럴(110)에 내장된 다수개의 렌즈 및 이미지센서(140)와 동축상에 배치되도록 수평판부(152)에 형성되는 것이 바람직하다. 한편, IR 필터(160)는 연결 브릿지(150)의 수평판부(152)에 구비되지 않고, 하우징(120) 의 내부면에 형성된 내부 단턱부(159)에 구비되는 것 또한 가능하다 할 것이다.

또한, 도전선(156)은 연결 브릿지(150)의 내부에 형성되어 연결 브릿지(150)의 외부로 노출된 일단 및 타단이 기판 패드부(132) 및 센서 패드부(142)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 연결 브릿지(150)에 비아홀을 가공하고, 이 비아홀 내부에 도금공정을 수행하여 형성된 도금 비아 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하다 할 것이며, 전기적 연결 기능을 수행하는 어떠한 구성도 채용가능하다 할 것이다.

한편, 이러한 연결 브릿지(150)는 외부충격에 의해 회로기판(130)으로부터 분리되어 회로기판(130)과 이미지센서(140)의 접속신뢰성을 약화시키지 않도록 회로기판(130)에 접착제와 같은 접착수단(170)을 이용하여 회로기판(130)에 고정되는 것이 바람직하다. 이때, 접착수단(170)은 수직판부(154)의 외측면에 도포되어 수직판부(154)와 회로기판(130)을 고정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다. 본 실시예는 연결 브릿지(150)가 렌즈베럴(110)을 지지하는 기능을 동시에 수행하는 구조를 갖는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하고, 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100b)에 대해 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100b)은 연결 브릿지(150)는 수평판부(152)의 외측부분이 하우징(120)의 내부면 단차부에 고정되되, 하우징(120)에 형성된 내부공(122)의 내측으로 형성되어 렌즈베럴(110)의 하강시 지지 스토퍼역할을 동시에 수행하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

연결 브릿지(150)가 이와 같은 구조를 갖는 경우, 하우징(120)의 내부에 별도의 내부 단턱부를 형성할 필요가 없기 때문에 하우징(120)의 가공성이 용이해지게 된다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다. 본 실시예는 연결 브릿지(150)의 도전선(156)과 패드부(132, 142)의 접속상태를 제외하고는 제1 실시예와 동일하므로, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하고, 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100c)에 대해 설명하기로 한다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100c)은 이미지센서(140)의 센서 패드부(142)와 도전선(156)의 일단, 및 회로기판(130)의 기판 패드부(132)와 도전선(156)의 타단이 접속 신뢰성의 향상을 위해 범프(134, 146)를 이용하여 접속되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 범프(134, 146)는 전기 전도성이 우수하고, 미세피치에 대응이 가능한 골드 범프(gold bump)인 것이 바람직하다.

한편, 도시하지는 않았으나, 범프(134, 146)를 이용하여 도전선(156)과 패드부(132, 142)가 접속되는 이러한 구조는 제2 실시예에 따른 카메라 모듈(100b)에도 적용가능하다 할 것이며, 이 또한 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 단면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 카메라 모듈의 조립 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 렌즈베럴 120 : 하우징

130 : 회로기판 132 : 기판 패드부

140 : 이미지센서 150 : 연결 브릿지

156 : 도전선 160 : IR 필터

Claims (9)

1. 외부이미지를 모으기 위한 렌즈가 내장된 렌즈베럴;

   내부공이 관통형성되고, 상기 내부공에 렌즈베럴이 결합되는 하우징;

   상기 렌즈베럴을 통해 수신된 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지센서가 실장되는 회로기판; 및

   내부에 도전선을 구비하며, 상기 도전선이 상기 이미지센서와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하도록 상기 회로기판에 실장되는 연결 브릿지

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 연결 브릿지는,

   내부에 상기 이미지센서의 결상영역을 노출시키는 윈도우를 구비하며, 하면으로 노출된 상기 도전선의 일단이 상기 이미지센서의 센서 패드부와 접촉하도록 배치되는 수평판부; 및

   상기 수평판부의 외측단부로부터 하부로 절곡되어 연장되고, 하면으로 노출된 상기 도전선의 타단이 상기 회로기판의 기판 패드부와 접촉하도록 상기 회로기판에 실장되는 수직판부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 윈도우를 형성하는 상기 수평판부의 내면은 IR 필터를 고정하는 내부 단턱부를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 하우징은 내부면에 IR 필터를 고정하는 내부 단턱부를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 수평판부의 외측부분은 상기 하우징의 내부면 단차부에 고정되되,

   상기 수평판부는 상기 내부공의 내측으로 형성되어 상기 렌즈베럴의 하강시 지지 스토퍼역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 연결 브릿지는 접착수단에 의해 상기 회로기판에 고정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 연결 브릿지는 플라스틱 패키지이고, 상기 도전선은 상기 플라스틱 패키지 내부에 형성된 도금 비아인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
8. 청구항 1에 있어서

   상기 이미지센서의 센서 패드부와 상기 도전선의 일단, 및 상기 회로기판의 기판 패드부와 상기 도전선의 타단은 범프를 이용하여 접속되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 범프는 골드 범프인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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